带式运输机一级展开式圆柱斜齿轮减速器-课程设计.doc

目录设计原始数据1第一章 传动装置总体设计方案11.1 传动方案11.2 该方案的优缺点1第二章 电动机的选择32.1 计算过程32.1.1 选择电动机类型32.1.2 选择电动机的容量32.1.3 确定电动机转速32.1.4 计算各轴转速42.1.5 计算各轴输入功率、输出功率42.1.6 计算各轴的输入、输出转矩52.2 计算结果5第三章 带传动的设计计算63.1 已知条件和设计内容63.2 设计步骤63.3 带传动的计算结果83.4 带轮的结构设计8第四章 齿轮传动的设计计算10第五章 轴的设计145.1轴的概略设计145.2 轴的结构设计及校核145.2.1高速轴的结构设计145.2.2 高速轴的校核165.2.3低速轴的结构设计185.2.4 低速轴的校核205.3轴上零件的固定方法和紧固件225.4轴上各零件的润滑和密封235.5轴承的选择及校核235.5.1轴承的选择235.5.2输出轴轴承的校核245.6 联轴器的选择及校核245.7键的选择及校核计算25第六章 箱体的结构设计276.1 箱体的结构设计276.2 减速器润滑方式28设计小结29参考文献301设计原始数据参数符号单位数值工作装置直径DMM430工作装置速度Vm/s1.1工作装置所受拉力FN2700第一章 传动装置总体设计方案1.1 传动方案 传动方案已给定，外传动为V带传动，减速器为一级圆柱齿轮减速器。方案简图如1.1所示。图 1.1 带式输送机传动装置简图 一级减速器中齿轮相对于轴承为对称布置，因而沿齿向载荷分布均匀，相较不对称分布的减速器来讲，轴的刚性相对较小。 1.2 该方案的优缺点 该工作机有轻微振动，由于V带有缓冲吸振能力，采用 V带传动能减小振动带来的影响，并且该工作机属于小功率、载荷变化不大，可以采用V 带这种简单的结构，并且价格便宜，标准化程度高，大幅降低了成本。 减速器部分一级圆柱齿轮减速，这是减速器中应用最广泛的一种。齿轮相对于轴承对称分布，原动机部分为 Y系列三相交流异步电动机。 总体来讲，该传动方案满足工作机的性能要求，适应工作条件、工作可靠，此外还结构简单、尺寸紧凑、成本低传动效率高。第二章 电动机的选择 2.1 计算过程 2.1.1 选择电动机类型 按工作要求和工况条件，选用三相笼型异步电动机，电压为 380V，Y 型。 2.1.2 选择电动机的容量 电动机所需的功率为由电动机到工作机的传动总效率为式中、分别为带传动、轴承、齿轮传动、联轴器和工作机的传动效率。取0.96（带传动），0.99（深沟球轴承），0.97（齿轮精度为8级），0.99（弹性联轴器），0.97（工作机效率，已知），则：=0.876 所以=3.389 根据机械设计手册可选额定功率为4kW的电动机。2.1.3 确定电动机转速 工作机轴转速为=48.86 取 V 带传动的传动比 ，一级圆柱齿轮减速器传动比，则从电动机到工作机轴的总传动比合理范围为。故电动机转速的可选范围为48.86 =293 977 r/min综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量和带传动、减速器的传动比，选电动机型号为Y160M1-8，将总传动比合理分配给 V带传动和减速器，就得到传动比方案，如表2.1所示。表2.1 电动机主要技术参数电动机型号额定功率kw电动机转速 r/min电动机重量kg传动装置的传动比 满载转速满载电流总传动比V 带减速器Y160M1-847208.77 47.00 14.74 4.00 3.68 电动机型号为Y160M1-8，主要外形尺寸见表 2.2。图2.1 电动机安装参数表2.2 电动机主要尺寸参数中心高外形尺寸底脚安装尺寸地脚螺栓孔直径轴伸尺寸装键部位尺寸HLHDABKDEFG160605385254210154211012372.1.4 计算各轴转速轴 180.00 轴 48.86 工作机轴 48.86 2.1.5 计算各轴输入功率、输出功率各轴输入功率轴 =3.25 KW轴 =3.12 KW工作机轴 =3.06 KW各轴输出功率轴 =3.22 KW轴 =3.09 KW工作机轴 =3.03 KW2.1.6 计算各轴的输入、输出转矩电动机的输出转矩为44.95 轴输入转矩172.60 轴输入转矩610.65 工作机轴输入转矩598.50 各轴的输出转矩分别为各轴的输入转矩乘轴承效率0.99。2.2 计算结果 运动和动力参数计算结果整理后填入表 2.3中。 表 2.3 运动和动力参数计算结果轴名功率P（kw）转矩T（Nm）转速n传动比效率输入输出输入输出r/mini电动机轴3.39 44.95 720.00 4.00 0.96 轴3.25 3.22 172.60 170.87 180.00 3.68 0.96 轴3.12 3.09 610.65 604.54 48.86 1.00 0.98 工作机轴3.06 3.03 598.50 592.51 48.86 第三章 带传动的设计计算3.1 已知条件和设计内容 设计V带传动时的已知条件包括：带传动的工件条件；传动位置与总体尺寸限制；所需传递的额定功率P；小带轮转速；大带轮带轮转速与传动比i。3.2 设计步骤（1）确定计算功率 查得工作情况系数KA=1.1。故有： =3.73 kW（2）选择V带带型 据和n选用A带。（3）确定带轮的基准直径并验算带速 1）初选小带轮的基准直径，取小带轮直径=140mm。 2）验算带速v，有： =5.28 m/s 因为5.28 m/s在5m/s30m/s之间，故带速合适。 3）计算大带轮基准直径 560mm 取=560mm（4）确定V带的中心距a和基准长度 1)初定中心距a=840mm2)计算带所需的基准长度 =2832mm选取带的基准长度=2800mm3）计算实际中心距 824m中心局变动范围：782.00 mm 908.00 mm（5）验算小带轮上的包角150.79 90（6）计算带的根数z1）计算单根V带的额定功率由140mm和720r/min查得 P=1.37KW据n=720r/min，i=4.00 和A型带，查得 P=0.11KW查得=0.92，=1.11，于是： =(+) =1.51 KW2）计算V带根数z 2.47 故取2.00 根。（7）计算单根V带的初拉力最小值查得A型带的单位长质量q=0.1kg/m。所以 =306.02 N应使实际拉力大于（8）计算压轴力压轴力的最小值为： = =1184.54 N3.3 带传动的计算结果 把带传动的设计结果记入表中，如表 3.1。 表 3.1 带传动的设计参数带型A中心距824mm小带轮直径140mm包角150.79 大带轮直径560mm带长2800mm带的根数2初拉力306.02 N带速5.28 m/s压轴力1184.54 N3.4 带轮的结构设计小带轮的结构设计d=42mm 因为小带轮直径=140mm2325.46 N=Fd1，所以A处1轴承被压紧，B处2轴承放松。故：Fa1=Fae+Fd2=3385.11 N，Fa2=Fd2=2142.79 N。3.当量动载荷P根据工况（无冲击或轻微冲击），查得载荷系数fP=1.1。1轴承：因Fa1/Fr1=0.52 0.38=e，可知：P1=fP（0.4Fr1+YFa1）=8078.03 N2轴承：因Fa2/Fr2=0.39 0.38=e，可知：P2=fP（0.4Fr2+YFa2）=5939.83 N4.验算轴承寿命因P1P2，故只需验算1轴承。轴承预期寿命与整机寿命相同，为5（年）300（天）8（小时）=48000h。=190041.09 h48000h。其中，温度系数=1（轴承工作温度小于120度），轴承具有足够寿命。5.6 联轴器的选择及校核由于设计的减速器伸出轴51 ，根据机械设计手册第五篇-轴及其联接表5-2-4选取联轴器：主动端：J型轴孔、A型键槽、51 、 82从动端：J1型轴孔、A型键槽、51、82 J5182选取的联轴器为：TL7 GB/T5843 J15182联轴器所传递的转矩T=604.54 ，查得工况系数KA=1.9，联轴器承受的转矩为1148.63 查得该联轴器的公称转矩为1500，因此符合要求。5.7键的选择及校核计算高速轴端键选择的型号为键C1064 GB/T1096键的工作长度为l=L-b/2=64-10/2=59mm，轮毂键槽的接触高度为k=h/2=4mm，根据齿轮材料为钢，载荷有轻微冲击，查得150MPa，则其挤压强度73.14 MPa150MPa满足强度要求。低速轴齿轮处键选择的型号为键A1679 GB/T1096键的工作长度为l=L-b=79-16=63mm，轮毂键槽的接触高度为k=h/2=5mm，根据齿轮材料为钢，载荷有轻微冲击，查得150MPa，则其挤压强度68.02 MPa150MPa满足强度要求。低速轴端联轴器键选择的型号为键C1680 GB/T1096键的工作长度为l=L-b=80-16/2=72mm，轮毂键槽的接触高度为k=h/2=5mm，根据齿轮材料为钢，载荷有轻微冲击，查得150MPa，则其挤压强度66.52 MPa150MPa满足强度要求。第六章 箱体的结构设计6.1 箱体的结构设计箱体是加速器中所有零件的基座，是支承和固定轴系部件、保证传动零件正确相对位置并承受作用在减速器上载荷的重要零件。箱体一般还兼作润滑油的油箱。机体结构尺寸，主要根据地脚螺栓的尺寸，再通过地板固定，而地脚螺尺寸又要根据两齿轮的中心距a来确定。设计减速器的具体结构尺寸如下表：表6.1 箱体的结构设计名称符号单位尺寸机座、机盖壁厚mm8机座、机盖凸缘厚度mm12底座凸缘厚度mm20地脚螺钉直径mm16轴承旁凸台半径mm16轴承座端面到内壁的距离mm52齿轮端面到内壁的距离mm15轴承旁联接螺栓直径mm12机盖机座联接螺栓直径mm8轴承端盖螺钉直径mm86.2 减速器润滑方式减速器的润滑方式选择为浸油润滑，浸油润滑主要适用于圆周速度v12m/s的齿轮传动。传动件浸入有种的深度要适当，既要避免搅油损失太大，又要保证充分的润滑。油池要有一定的深度和贮油量。设计小结 这次关于带式运输机上的一级展开式圆柱斜齿轮减速器的课程设计，是我们真正理论联系实际、深入了解设计概念和设计过程的实践考验，对于提高我们机械设计的综合素质大有用处。通过设计实践，使我对机械设计有了更多的了解和认识，为我们以后的工作打下了坚实的基础。 在设计的过程中，培养了我综合应用机械设计课程及其他课程的理论知识和应用生产实际知识解决工程实际问题的能力。 由于时间紧迫，所以这次的设计存在许多缺点，比如说箱体结构庞大，重量也很大。齿轮的计算不够精确等等缺陷，我相信，通过这次的实践，能使我在以后的设计中避免很多不必要的工作，有能力设计出结构更紧凑，传动更稳定精确的设备。参考文献 1 濮良贵、纪名刚主编. 机械设计. 8版. 北京：高等教育出版社，2006.5 2 机械设计手册编委会. 机械设计